Μαγνητικές δυνάμεις μορφοποιούν τους κοσμικούς πίδακες που ρέουν από τα αστέρια

Πηγή: IANS, 23 Φεβρουαρίου 2009

Οι πίδακες της ύλης που εκτοξεύονται από τα αστέρια είναι από τα πιο αξιοσημείωτα κοσμικά φαινόμενα, όμως οι αστροφυσικοί δεν ήταν σε θέση να εξηγήσουν τον τρόπο με τον οποίο κατορθώνουν να αποκτήσουν διάφορα σχήματα.

Οι πίδακες της ύλης εκτοξεύονται όχι μόνο από τα άστρα (ο ηλιακός άνεμος είναι ένα παράδειγμα) αλλά και από άλλα αντικείμενα, για παράδειγμα από τους ενεργούς πυρήνες ραδιογαλαξιών, από τα κβάζαρ, τα άστρα κατά το τέλος της ζωής τους που αποβάλλουν μάζα, από τα πλανητικά νεφελώματα, από διπλά αστρικά συστήματα ή και από μαύρες τρύπες.

"Η επικρατούσα θεωρία υποστηρίζει ότι οι πίδακες είναι ουσιαστικά φλεγόμενοι εύκαμπτοι σωλήνες, που εκτοξεύουν ρεύματα πλάσματος με ένα  σταθερό ρυθμό, που διασκορπίζονται καθώς συγκρούονται με το αέριο και τη σκόνη της μεσοαστρικής ύλης στο διάστημα - όμως δεν φαίνεται τα πράγματα να συμβαίνουν έτσι στα πειράματα που έκανα", δήλωσε ο Adam Frank, καθηγητής Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Rochester και συγγραφέας μιας μελέτης που δημοσιεύεται στο Astrophysical Review Letters.

"Αυτά τα πειράματα είναι μέρος μιας ασυνήθιστης διεθνούς συνεργασίας από φυσικούς πλάσματος, αστρονόμων και επιστήμονες ειδικούς σε υπολογιστές. Πρόκειται για ένα εντελώς νέο τρόπο να κάνουμε αστροφυσική. Τα πειράματα λοιπόν δείχνουν ότι οι πίδακες που εκτοξεύονται μοιάζουν περισσότερο με κουκκίδες ή σκάγια. Δεν σπάνε σε κομμάτια - αυτοί είναι σχηματισμένοι σε κομμάτια."

Ο Frank λέει πως τα πειράματα που έγιναν, με τη συμμετοχή της ομάδας του Sergey Lebedev στο Imperial College του Λονδίνου, ίσως είναι το καλύτερη αστροφυσικό πείραμα που έχει γίνει ποτέ.

Η αναπαραγωγή της φυσικής ενός άστρου στο εργαστήριο είναι εξαιρετικά δύσκολο, τονίζει, αλλά το πείραμα στο Imperial ταιριάζει εκπληκτικά με την γνωστή φυσική που έχουν οι αστρικοί πίδακες.

Στο Imperial, ο Lebedev έστειλε ένα παλμό υψηλής ενέργειας πάνω σε ένα δίσκο αλουμινίου. Σε λιγότερο από μερικά δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου, το αλουμίνιο άρχισε να εξατμίζεται, δημιουργώντας έτσι ένα νέφος πλάσματος που μοιάζει πολύ με το νέφος του πλάσματος που περιβάλλει ένα νεαρό άστρο.

Όταν λοιπόν η ενέργεια διοχετεύθηκε στο κέντρο του δίσκου, το αλουμίνιο διαβρώθηκε πλήρως, δημιουργώντας μια οπή μέσω της οποίας θα μπορούσε να διεισδύσει ένα μαγνητικό πεδίο πίσω από το δίσκο.

Το πεδίο αρχικά σπρώχνει στην άκρη το πλάσμα, σχηματίζοντας μια φυσαλίδα μέσα σε αυτό, λέει ο Frank, που πραγματοποίησε την αστροφυσικά ανάλυση του πειράματος. Καθώς το μαγνητικό πεδίο διεισδύει ακόμη πιο μέσα και η φυσαλίδα μεγαλώνει, τα μαγνητικά πεδία αρχίζουν να συστρέφονται και να τυλίγονται, δημιουργώντας έτσι ένα κόμπο στον πίδακα, εξήγησε η ανακοίνωση.

Σχεδόν ακαριαία, δημιουργείται μια νέα μαγνητική φυσαλίδα στην εσωτερική βάση της πρώτης η οποία αναγκάζεται να απομακρυνθεί μακριά, και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Ο Frank παρομοιάζει την επίδραση του μαγνητικού πεδίου στον πίδακα, με μια λαστιχένια ταινία που είναι δεμένη σφιχτά γύρω από ένα σωληνάριο οδοντόκρεμας. Το μαγνητικό πεδίο συγκρατεί τον πίδακα ενωμένο αλλά επίσης τον συμπιέζει δημιουργώντας σφαιρικούς σχηματισμούς στο εσωτερικό του.

Και καταλήγει ότι μέσω αυτών των πειραμάτων μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τον τρόπο που οι πίδακες ψύχουν το πλάσμα, καθώς επίσης και τον τρόπο που οι πίδακες ενός άστρου ψύχουν ένα γειτονικό συνοδό αστέρα. Είναι ένας νέος τρόπος για να μελετήσουμε τους αστροφυσικούς πίδακες.